양자컴퓨터, 반도체처럼 찍어낸다…'분자 큐비트' 첫 개발

독일 양자 기술 기업 엔비전(NVision)이 기존 반도체 공정으로 대량 생산이 가능한 분자 큐비트를 세계 최초로 개발했다.

엔비전은 28일(현지시간) 하이퍼라이트 코퍼레이션과의 전략적 파트너십을 발표하며 이 같은 내용의 연구 결과가 국제학술지 '네이처'에 게재됐다고 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 개별적으로 제어 가능한 유기 분자 스핀-광자 인터페이스로, 고정된 큐비트와 광자를 연결하는 핵심 요소다. 이전까지는 분자 스핀을 개별적으로 제어할 수 없어 진정한 큐비트로 활용하기 어려웠다.

이 기술을 통해 분자 큐비트를 유기발광다이오드(OLED) 소재처럼 얇은 필름 형태로 광자 집적 회로(PIC) 위에 직접 증착할 수 있다. 이는 기존 반도체 생산 시설을 활용해 양자컴퓨터를 확장할 수 있는 길을 연다.

셀라 브로쉬 엔비전 최고경영자(CEO)는 "유기 화학이 양자 기술을 위한 더 나은 기반을 제공한다는 오랜 믿음을 증명했다"며 "세계 최초의 제조 가능한 유기물 큐비트 개발로 양자 기술의 분자 시대에 진입했다"고 말했다.

엔비전은 박막 리튬 니오베이트(TFLN) 포토닉스 분야 선두 기업인 하이퍼라이트와 협력해 분자 큐비트를 광자 칩에 직접 통합할 계획이다.

케빈 루크 하이퍼라이트 공동창업자는 "엔비전의 획기적인 분자 큐비트를 우리 PIC에 통합하는 것은 확장 가능한 양자 하드웨어를 위한 강력한 경로를 열어준다"고 언급했다.

엔비전은 2026년 말까지 PIC에서 칩 성능 시연을 목표로 하고 있으며, 2030년까지 칩 하나에 1000개의 논리적 결함 허용 큐비트를 구현하는 것을 장기 목표로 제시했다. 협력을 통해 만들어진 첫 시제품 칩은 2026년 4분기에 나올 것으로 예상된다.

일라이 슈워츠 엔비전 최고기술책임자(CTO)는 "화학은 실리콘 기반 큐비트가 갖지 못하는 설계의 자유를 준다"며 "분자 수준에서 양자 설계를 다룸으로써 양자 메모리, 게이트 속도, 광자 방출 등 가장 중요한 성능을 단일 분자 내에서 조정할 수 있다"고 설명했다.